Cách nhận biết, phân biệt một số chất khí và bài tập vận dụng - hoá 12 bài 41

Trong bài viết này, chúng ta cùng tìm hiểu cách nhận biết một số chất khí như: hidro sunfua H₂S, khí sunfurơ SO₂, khí cacbonic CO₂, khí amoniac NH₃ , nito dioxit NO₂ ... qua mù, màu sắc hay qua một thuốc thử trung gia,...

I. Cách nhận biết một số chất khí

1. Cách nhận biết khí CO₂

- Khí CO₂ không màu, không mùi, nặng hơn không khí, rất ít tan trong nước, nên khi tạo thành từ dung dịch nước nó sủi bọt khá mạnh.

 CO₃^2- + 2H⁺ → CO₂↑ ₊ H₂O

- Để hấp thụ khí CO₂, người ta thường dùng bình đựng lượng dư dung dịch Ba(OH)₂ hoặc lượng dư dung dịch Ca(OH)₂. Khí CO₂ bị hấp thụ đồng thời tạo thành kết tủa trắng:

 CO₂ + Ba(OH)_{2 dư} → BaCO₃↓ _trắng + H₂O

 HCO₃^- + H⁺ → CO₂↑ ₊ H₂O

2. Cách nhận biết khí SO₂

- Khí SO₂ không màu, nặng hơn không khí, có mùi hắc, gây ngạt và độc, làm vẫn đục nước vôi trong như CO₂.

- Thuốc thử tốt nhất để hấp thụ khí SO₂ đồng thời nhận biết nó và phân biệt nó với khí CO₂ là dung dịch brom dư hoặc dung dịch iot dư đều có màu đỏ nâu:

 SO₂ + Br₂ + H₂O → H₂SO₄ + 2HBr

* Vì vậy khí SO₂ làm nhạt màu dung dịch brom hoặc iot

3. Cách nhận biết khí H₂S

- Khí H₂S là khí không màu, nặng hơn không khí, có mùi trứng thối và độc. Lượng rất nhỏ khí H₂S có trong không khí cũng dễ dàng nhận ra nhờ mùi trứng thối khó chịu của nó.

- Khí H₂S dễ tạo kết tủa sunfua có màu với các dung dịch của nhiều muối ngay trong môi trường axit:

 H₂S + Cu²⁺  → CuS↓_đen + 2H⁺

  H₂S + Cu²⁺  → PbS↓_đen + 2H⁺

- Do đó, có thể dùng miếng giấy lọc tẩm dung dịch muối chì (II) axetat không màu để nhận biết sự có mặt của khí này (phản ứng trên xảy ra tạo thành kết tủa màu đen trên miếng giấy lọc có tẩm muối Pb²⁺ được thấm ướt bằng nước).

4. Cách nhận biết khí NH₃ 

- Khí NH₃ là khí không màu, nhẹ hơn không khí, tan nhiều trong nước, có mùi khai đặc trưng, kích thích mắt và hệ thống hô hấp rất mạnh. Lượng rất nhỏ khí này trong không khí cũng khiến ta nhận ra ngay bằng mùi khai đặc trưng của nó.

- Khí NH₃ tan nhiều trong nước và là một bazơ yếu, nên dùng miếng giấy quỳ tím thấm ướt bằng nước cất có thể nhận biết được khí NH₃ trong không khí. Khi đó màu tím của giấy quỳ chuyển thành màu xanh, cùng với mùi khai của khí. Phản ứng này khẳng định sự có mặt của NH₃ trong không khí.

5. Cách nhận biết khí Cl₂

- Khí Cl₂ có màu vàng lục, nặng hơn không khí, mùi hắc, độc, ít tan trong nước. Ta có thể nhận ra một lượng khí clo rất nhỏ có trong không khí bằng mùi hắc rất đặc biệt của nó.

- Dùng giấy tẩm KI và hồ tinh bột thấm ướt để nhận ra khí clo (cũng như dùng giấy đó để nhận biết ozon).

 Cl₂ + 2KI → 2KCl + I₂

* I₂ tạo với hồ tinh bột một hỗn hợp có màu xanh tím

6. Cách nhận biết khí NO₂

- Khí NO₂ nặng hơn không khí, màu nâu đỏ, độc, ít tan trong nước và phản ứng được với nước tạo thành HNO₃ :

 4NO₂ + O₂ + H₂O → 4HNO₃

* Nhận ra HNO₃ bằng bột Cu. Khi nồng độ khí NO₂ đủ lớn ta cũng có thể nhận ra bằng màu nâu đỏ của đồng.

II. Bài tập nhận biết chất khí

Bài 1 trang 177 SGK Hóa 12: Có thể dùng nước vôi trong để phân biệt hai khí CO₂và SO₂ được không ? Tại sao ?

* Lời giải bài 1 trang 177 SGK Hóa 12: 

- Không thể phân biệt được vì cả hai đều có phản ứng tạo kết tủa với Ca(OH)₂ làm dung dịch vẩn đục

 CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓_trắng + H₂O

 SO₂ + Ca(OH)₂ → CaSO₃↓_trắng + H₂O

Bài 2 trang 177 SGK Hóa 12: Có 2 bình riêng biệt đựng các khí CO₂ và SO₂. Hãy trình bày cách nhận biết từng khí. Viết các phương trình hóa học.

* Lời giải bài 2 trang 177 SGK Hóa 12:

- Dẫn hai khí lần lượt lội qua dung dịch nước brom nếu khí nào làm mất màu dung dịch nước brom là SO₂.

 SO₂ + Br₂ + 2H₂O → 2HBr + H₂SO₄

- Khí còn lại dẫn vào bình đựng nước vôi trong nếu thấy kết tủa làm nước vôi trong vẩn đục là CO₂

 CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓_trắng + H₂O

Bài 3 trang 177 SGK Hóa 12: Có các lọ hóa chất không nhãn, mỗi lọ đựng một trong các dung dịch không màu sau : Na₂SO₄, Na₂S, Na₂CO₃ , Na₃PO₄, Na₂SO₃. Chỉ dùng thuốc thử là dung dịch H₂SO₄ loãng nhỏ trực tiếp vào từng dung dịch thì có thể nhận biết được những dung dịch nào ?

A. Na₂CO₃, Na₂S, Na₂SO₃

B. Na₂CO₃, Na₂S

C. Na₂S, Na₂CO₃, Na₃PO₄

D. Na₂SO₄, Na₂S, Na₂CO₃ , Na₃PO₄, Na₂SO₃

* Lời giải bài 3 trang 177 SGK Hóa 12:

• Đáp án: A. Na₂CO₃, Na₂S, Na₂SO₃

- Cho dd H₂SO₄ loãng lần lượt vào 5 lọ đựng 5 dd:

 + Lọ nào có khí không màu không mùi là Na2CO3

  Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂↑

 + Lọ nào có khí mùi trứng thối là Na₂S.

  Na₂S + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂S ↑(mùi thối)

 + Lọ nào có khí không màu mùi xốc là Na₂SO₃

  Na₂SO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + SO₂↑ (mùi hắc)

 + 2 lọ còn lại không hiện tượng

⇒ Nhận biết được 3 dd là Na₂CO₃, Na₂S, Na₂SO₃